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POST Filtración terciaria y desinfección

Dependiendo del uso final del efluente o de los estándares nacionales de vertido y uso final, puede ser necesario un paso de postratamiento para eliminar patógenos, sólidos suspendidos residuales o componentes disueltos. Los procesos de filtración terciaria y desinfección son los más utilizados para conseguirlo.

El postratamiento no siempre es necesario, y se recomienda un enfoque pragmático. La calidad del efluente debe corresponder con el uso final previsto, la calidad de la masa de agua receptora o la reglamentación local sobre el vertido de efluentes. Las directrices de la OMS ofrecen información útil sobre la evaluación y la gestión de riesgos asociados a los peligros microbiológicos y a las sustancias químicas tóxicas. Las soluciones de cloro pueden desinfectar un efluente con bajo contenido orgánico y reducir los agentes patógenos en los lodos fecales; sin embargo, la oxidación del material orgánico elimina el cloro, por lo que no se lo utiliza de forma eficiente. La desinfección del lodo no es un postratamiento, y puede realizarse mediante fermentación con ácido láctico S.19 ; tratamiento con urea S.18 y tratamiento con cal S.17 .

Consideraciones de diseño

Los procesos de filtración terciaria pueden clasificarse como filtración profunda (o en lecho empacado) o filtración superficial (por ejemplo, membranas). La filtración profunda consiste en eliminar los sólidos suspendidos residuales haciendo pasar el líquido a través de un lecho filtrante formado por un medio filtrante granular (por ejemplo, arena). Si se utiliza carbón activado como medio filtrante, el proceso dominante es la adsorción. Los adsorbentes de carbón activado eliminan diversos compuestos orgánicos e inorgánicos, así como el sabor y el olor. La filtración superficial consiste en la eliminación de material particulado mediante tamizado mecánico, cuando el líquido pasa a través de un tabique fino (por ejemplo, una capa filtrante). La filtración profunda se utiliza con éxito para eliminar quistes y ooquistes de protozoos, mientras que las membranas de ultrafiltración eliminan bacterias y virus. Se están desarrollando procesos de filtración por membrana a baja presión (incluidos los filtros de membrana por gravedad). La desinfección incluye la destrucción, inactivación o eliminación de microorganismos patógenos por medios químicos, físicos o biológicos. El cloro ha sido, desde siempre, el principal desinfectante elegido para tratar las aguas residuales debido a su bajo costo, disponibilidad y facilidad de uso. El cloro oxida la materia orgánica, incluidos los microorganismos y agentes patógenos. Entre los sistemas de desinfección alternativos, se encuentran la luz ultravioleta (UV) y la ozonización. La luz UV de la luz solar mata virus y bacterias. De este modo, la desinfección se puede realizar en lagunas poco profundas. La radiación UV también se puede generar mediante lámparas especiales, que pueden instalarse en un canal o tubería. El ozono es un potente oxidante, y se genera a partir del oxígeno en un proceso que consume mucha energía. Degrada los contaminantes orgánicos e inorgánicos, incluidos los agentes que producen olores.

Materiales

Las tecnologías de postratamiento requieren materiales especiales. El acceso al cloro, las lámparas UV y los materiales filtrantes (como el carbón activado o las membranas) puede ser un problema, en especial durante la fase de respuesta inmediata. El acceso al cloro puede ser delicado, ya que se puede utilizar para la construcción de armas químicas.

Aplicabilidad

La decisión de instalar una tecnología de postratamiento depende, principalmente, de los requisitos de calidad para el uso final deseado o de los estándares nacionales. Otros factores a tener en cuenta son las características del efluente, el presupuesto, la disponibilidad de materiales y la capacidad de operación y mantenimiento. El postratamiento solo se puede aplicar con eficacia luego de un tratamiento secundario funcional. Los sólidos suspendidos tienden a enmascarar a los agentes patógenos en los efluentes secundarios sin filtrar. No se debe utilizar cloro si el agua contiene grandes cantidades de materia orgánica, ya que pueden formarse subproductos de la desinfección. El postratamiento no es una prioridad durante la respuesta inmediata. Sin embargo, como es muy eficaz para eliminar patógenos, se puede considerar su aplicación durante la fase de recuperación para minimizar los riesgos para la salud pública.

Operación y mantenimiento

Los métodos de postratamiento requieren una supervisión continua (calidad del afluente y el efluente,
pérdida de carga de los filtros, dosificación de los desinfectantes, etc.) para garantizar un buen funcionamiento. Debido a la acumulación de sólidos y al crecimiento de microbios, la eficacia de los filtros de arena, membrana y carbón activado disminuye con el tiempo. Se requiere una limpieza frecuente (retrolavado) o la sustitución del material filtrante. Se requieren conocimientos de expertos, sobre todo, para evitar dañar las membranas o para determinar la dosis correcta de cloro y garantizar una mezcla adecuada. El ozono debe generarse en el lugar porque es químicamente inestable y se descompone rápidamente en contacto con el oxígeno. En la desinfección UV, la lámpara UV necesita una limpieza periódica y una sustitución anual.

Salud y seguridad

Debe utilizarse EPP en todo momento. Si se aplica cloro (u ozono) a un efluente que no está bien tratado, pueden formarse subproductos de la desinfección, como los trihalometanos, que suponen una amenaza para el medioambiente y la salud humana. También existen preocupaciones de seguridad relacionados con la manipulación y el almacenamiento del cloro líquido. La adsorción de carbón activado y la ozonización pueden eliminar colores y olores desagradables, lo que aumenta la aceptación de la reutilización del agua regenerada. Los medios filtrantes se contaminan después de su uso y necesitan un tratamiento/ eliminación final adecuados cuando se sustituyen.

Costos

Los filtros de arena y las lagunas son relativamente económicos (pero estas últimas necesitan mucho espacio), mientras que los filtros de carbón activado y de membrana son más costosos. En la adsorción por carbón activado, el material filtrante se tiene que reemplazar periódicamente. Los costos de la ozonización suelen ser más elevados que los de otros métodos de desinfección. El cloro suele estar ampliamente disponible y es económico.

Consideraciones sociales

Se necesitan profesionales para operar y gestionar las tecnologías de postratamiento.

Key decision criteria

Productos de entrada

Efluente

Productos de salida


Fase de respuesta

Respuesta inmediata +
Estabilización +
Recuperación + +

Condiciones del terreno difíciles

Adecuado

Nivel de aplicación

Vecindario +
Ciudad + +

Tecnologías al agua y en seco

A base de agua

Nivel de gestión

Compartido +
Público + +

Complejidad técnica

Mediana

Espacio necesario

Bajo

Objetivos/características principales

Eliminación de sólidos suspendidos residuales y patógenos

Puntos fuertes y débiles

  • Elimina, de manera adicional, los patógenos o contaminantes químicos
  • Puede permitir la reutilización directa de las aguas residuales tratadas
  • Las competencias, la tecnología, las piezas de repuesto y los materiales pueden no conseguirse localmente
  • Se necesita una fuente constante de electricidad o productos químicos
  • Los materiales filtrantes deben lavarse por retrolavado o sustituirse con regularidad
  • La cloración y la ozonización pueden formar subproductos tóxicos de la desinfección

Referencias seleccionadas

Robbins, D. M., Ligon, G. C. (2014): How to Design Wastewater Systems for Local Conditions in Developing Countries. IWA Publishing, London, UK

Tchobanoglous, G., Burton, F. L., Stensel, H.D. (2004): Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. Metcalf & Eddy, New York, US

NWRI (2012): Ultraviolet Disinfection. Guidelines for Drinking Water and Water Reuse., California, US

WHO (2006): WHO Guidelines for the safe use of wastewater, excreta and greywater, Geneva, Switzerland

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